(57)【要約】【課題】容易に高速回転が得られ回転特性も良く、さらに、構造が簡単であり小型のマイクロマシーン化が可能な回転駆動装置を提供する。【解決手段】筒状のステータ１１０内で、ステータ１１０の軸線方向に沿って延び、かつ、ステータ１１０の内周面との間に所要のクリアランスを有する棒状または筒状のロータ１２０を回転させる回転駆動方法である。ステータ１１０の軸線と交差し、かつ、互いに交差する少なくとも２つの軸線まわりに、ロータ１２０の位相の異なる揺動モーメントを発生させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のステータ内で、当該ステータの軸線方向に沿って延び、かつ、当該ステータの内周面との間に所要のクリアランスを有する棒状または筒状のロータを回転させる回転駆動方法であって、
前記ステータの軸線と交差し、かつ、互いに交差する少なくとも２つの軸線まわりに、前記ロータの位相の異なる揺動モーメントを発生させることを特徴とする回転駆動方法。
【請求項２】
筒状のステータ内で、当該ステータの軸線方向に沿って延び、かつ、当該ステータの内周面との間に所要のクリアランスを有する棒状または筒状のロータを回転させる回転駆動方法であって、
前記ステータの軸線と交差し、かつ、互いに交差する少なくとも２つの軸線まわりに、当該少なくとも２つの軸線相互の交差角度に応じた位相差を有する前記ロータの揺動モーメントを発生させることを特徴とする回転駆動方法。
【請求項３】
前記少なくとも２つの軸線は、前記ステータの前記軸線と直交することを特徴とする請求項１または請求項２記載の回転駆動方法。
【請求項４】
前記少なくとも２つの軸線は互いに直交し、当該少なくとも２つの軸線まわりにπ／２の位相差を有する前記ロータの揺動モーメントを発生させることを特徴とする請求項２または請求項３記載の回転駆動方法。
【請求項５】
筒状のステータと、
前記ステータ内にその軸線方向に沿って延びて収容され、かつ、当該ステータの内周面との間に所要のクリアランスを有する棒状または筒状のロータと、
前記ステータの軸線と交差し、かつ、互いに交差する少なくとも２つの軸線まわりに、前記ロータの位相の異なる揺動モーメントをそれぞれ発生可能な複数の駆動部材と、
を備えたことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項６】
筒状のステータと、
前記ステータ内にその軸線方向に沿って延びて収容され、かつ、当該ステータの内周面との間に所要のクリアランスを有する棒状または筒状のロータと、
前記ステータの軸線と交差し、かつ、互いに交差する少なくとも２つの軸線まわりに、当該少なくとも２つの軸線相互の交差角度に応じた位相差を有する前記ロータの揺動モーメントをそれぞれ発生可能な複数の駆動部材と、
を備えたことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項７】
前記複数の駆動部材は、前記ステータの前記軸線と直交する前記少なくとも２つの軸線まわりに、前記ロータの揺動モーメントをそれぞれ発生可能であることを特徴とする請求項５または請求項６記載の回転駆動装置。
【請求項８】
前記複数の駆動部材は、相互に直交する前記少なくとも２つの軸線まわりにπ／２の位相差を有する前記ロータの揺動モーメントをそれぞれ発生可能であることを特徴とする請求項６または請求項７記載の回転駆動装置。
【請求項９】
前記複数の駆動部材は、前記ステータに設けられることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項記載の回転駆動装置。
【請求項１０】
前記各駆動部材は、電磁力を用いて前記ロータの揺動モーメントを発生可能な電磁力駆動部材で構成されることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項記載の回転駆動装置。
【請求項１１】
前記各駆動部材は、静電力を用いて前記ロータの揺動モーメントを発生可能な静電力駆動部材で構成されることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項記載の回転駆動装置。
【請求項１２】
前記各駆動部材は、圧電力を用いて前記ロータの揺動モーメントを発生可能な圧電力駆動部材で構成されることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項記載の回転駆動装置。
【請求項１３】
前記各駆動部材は、光圧力を用いて前記ロータの揺動モーメントを発生可能な光圧力駆動部材で構成されることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項記載の回転駆動装置。
【請求項１４】
前記各駆動部材は、光起電力を用いて前記ロータの揺動モーメントを発生可能な光起電力駆動部材で構成されることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項記載の回転駆動装置。
【請求項１５】
前記各駆動部材は、熱応力（熱膨張）を用いて前記ロータの揺動モーメントを発生可能な熱応力（熱膨張）駆動部材で構成されることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項記載の回転駆動装置。
【請求項１６】
前記ロータが回転している状態で、回転速度を加速または減速させる加速／減速部材をさらに備えたことを特徴とする請求項５〜１５のいずれか１項記載の回転駆動装置。
【請求項１７】
前記加速／減速部材は、前記ロータの一部の領域が有する磁荷または電荷の極性と同じ極性の磁場または電場と、逆の極性の磁場または電場とを切り換えて発生可能な磁極または電極を備え、
前記ロータの前記領域が前記加速／減速部材を通過する手前において、前記磁極または電極が前記磁荷または電荷の極性と逆の極性の磁場または電場を発生することで前記ロータを加速させ、また、前記磁極または電極が前記磁荷または電荷の極性と同じ極性の磁場または電場を発生することで前記ロータを減速させることを特徴とする請求項１６記載の回転駆動装置。
【請求項１８】
前記加速／減速部材は、前記ステータに設けられることを特徴とする請求項１６または請求項１７記載の回転駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ジャイロセンサに適用されるコリオリの力とサイクロイド動作の両方またはいずれか一方を利用した回転駆動方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転駆動装置はステータ板に固定された保持筒の内側に軸受を保持し、その外周に磁芯コアを取付けてこれに複数の駆動コイルを巻き、ロータケースに固定したロータマグネットでその磁芯コアを囲むようにしてロータ軸を軸受に軸支させ、ロータケースの外周部に位置検出センサを配置した構成を有していた。
【特許文献１】特開平９−３２２５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述のような回転駆動装置では磁芯コアを囲むようにしてマグネットが配置されるため小型化が難しいという問題があった。
【０００４】
この発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、構造が簡単で小型のマイクロマシン化が可能であり、しかも、容易に高速回転が得られ回転特性も良い回転駆動方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の請求項１に係る回転駆動方法は、筒状のステータ内で、当該ステータの軸線方向に沿って延び、かつ、当該ステータの内周面との間に所要のクリアランスを有する棒状または筒状のロータを回転させる回転駆動方法であって、前記ステータの軸線と交差し、かつ、互いに交差する少なくとも２つの軸線まわりに、前記ロータの位相の異なる揺動モーメントを発生させることを特徴とする。
【０００６】
この発明の請求項２に係る回転駆動方法は、筒状のステータ内で、当該ステータの軸線方向に沿って延び、かつ、当該ステータの内周面との間に所要のクリアランスを有する棒状または筒状のロータを回転させる回転駆動方法であって、前記ステータの軸線と交差し、かつ、互いに交差する少なくとも２つの軸線まわりに、当該少なくとも２つの軸線相互の交差角度に応じた位相差を有する前記ロータの揺動モーメントを発生させることを特徴とする。
【０００７】
この発明の請求項３に係る回転駆動方法は、請求項１または請求項２記載の回転駆動方法において、前記少なくとも２つの軸線は、前記ステータの前記軸線と直交することを特徴とする。
【０００８】
この発明の請求項４に係る回転駆動方法は、請求項２または請求項３記載の回転駆動方法において、前記少なくとも２つの軸線は互いに直交し、当該少なくとも２つの軸線まわりにπ／２の位相差を有する前記ロータの揺動モーメントを発生させることを特徴とする。
【０００９】
この発明の請求項５に係る回転駆動装置は、筒状のステータと、前記ステータ内にその軸線方向に沿って延びて収容され、かつ、当該ステータの内周面との間に所要のクリアランスを有する棒状または筒状のロータと、前記ステータの軸線と交差し、かつ、互いに交差する少なくとも２つの軸線まわりに、前記ロータの位相の異なる揺動モーメントをそれぞれ発生可能な複数の駆動部材と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この発明の請求項６に係る回転駆動装置は、筒状のステータと、前記ステータ内にその軸線方向に沿って延びて収容され、かつ、当該ステータの内周面との間に所要のクリアランスを有する棒状または筒状のロータと、前記ステータの軸線と交差し、かつ、互いに交差する少なくとも２つの軸線まわりに、当該少なくとも２つの軸線相互の交差角度に応じた位相差を有する前記ロータの揺動モーメントをそれぞれ発生可能な複数の駆動部材と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
この発明の請求項７に係る回転駆動装置は、請求項５または請求項６記載の回転駆動装置において、前記複数の駆動部材は、前記ステータの前記軸線と直交する前記少なくとも２つの軸線まわりに、前記ロータの揺動モーメントをそれぞれ発生可能であることを特徴とする。
【００１２】
この発明の請求項８に係る回転駆動装置は、請求項６または請求項７記載の回転駆動装置において、前記複数の駆動部材は、相互に直交する前記少なくとも２つの軸線まわりにπ／２の位相差を有する前記ロータの揺動モーメントをそれぞれ発生可能であることを特徴とする。
【００１３】
この発明の請求項９に係る回転駆動装置は、請求項５〜８のいずれか１項記載の回転駆動装置において、前記複数の駆動部材は、前記ステータに設けられることを特徴とする。
【００１４】
この発明の請求項１０に係る回転駆動装置は、請求項５〜９のいずれか１項記載の回転駆動装置において、前記各駆動部材は、電磁力を用いて前記ロータの揺動モーメントを発生可能な電磁力駆動部材で構成されることを特徴とする。
【００１５】
この発明の請求項１１に係る回転駆動装置は、請求項５〜９のいずれか１項記載の回転駆動装置において、前記各駆動部材は、静電力を用いて前記ロータの揺動モーメントを発生可能な静電力駆動部材で構成されることを特徴とする。
【００１６】
この発明の請求項１２に係る回転駆動装置は、請求項５〜９のいずれか１項記載の回転駆動装置において、前記各駆動部材は、圧電力を用いて前記ロータの揺動モーメントを発生可能な圧電力駆動部材で構成されることを特徴とする。
【００１７】
この発明の請求項１３に係る回転駆動装置は、請求項５〜９のいずれか１項記載の回転駆動装置において、前記各駆動部材は、光圧力を用いて前記ロータの揺動モーメントを発生可能な光圧力駆動部材で構成されることを特徴とする。
【００１８】
この発明の請求項１４に係る回転駆動装置は、請求項５〜９のいずれか１項記載の回転駆動装置において、前記各駆動部材は、光起電力を用いて前記ロータの揺動モーメントを発生可能な光起電力駆動部材で構成されることを特徴とする。
【００１９】
この発明の請求項１５に係る回転駆動装置は、請求項５〜９のいずれか１項記載の回転駆動装置において、前記各駆動部材は、熱応力（熱膨張）を用いて前記ロータの揺動モーメントを発生可能な熱応力（熱膨張）駆動部材で構成されることを特徴とする。
【００２０】
この発明の請求項１６に係る回転駆動装置は、請求項５〜１５のいずれか１項記載の回転駆動装置において、前記ロータが回転している状態で、回転速度を加速または減速させる加速／減速部材をさらに備えたことを特徴とする。
【００２１】
この発明の請求項１７に係る回転駆動装置は、請求項１６記載の回転駆動装置において、前記加速／減速部材は、前記ロータの一部の領域が有する磁荷または電荷の極性と同じ極性の磁場または電場と、逆の極性の磁場または電場とを切り換えて発生可能な磁極または電極を備え、前記ロータの前記領域が前記加速／減速部材を通過する手前において、前記磁極または電極が前記磁荷または電荷の極性と逆の極性の磁場または電場を発生することで前記ロータを加速させ、また、前記磁極または電極が前記磁荷または電荷の極性と同じ極性の磁場または電場を発生することで前記ロータを減速させることを特徴とする。
【００２２】
この発明の請求項１８に係る回転駆動装置は、請求項１６または請求項１７記載の回転駆動装置において、前記加速／減速部材は、前記ステータに設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
この発明は以上のように、筒状のステータ内で、当該ステータの軸線方向に沿って延び、かつ、当該ステータの内周面との間に所要のクリアランスを有する棒状または筒状のロータを回転させる回転駆動方法であって、前記ステータの軸線と交差し、かつ、互いに交差する少なくとも２つの軸線まわりに、前記ロータの位相の異なる揺動モーメントを発生させるように構成したので、容易に高速回転が得られ回転特性も良く、構造が簡単で小型のマイクロマシン化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、この発明による回転駆動装置の第１の実施形態を示す概略的正面図、図２は概略的端面図である。この回転駆動装置１０１は、筒状のステータ１１０内に、その軸線方向に沿って延びる棒状または筒状のロータ１２０を収容したものである。ロータ１２０はステータ１１０に取り付けられておらず、ロータ１２０の外周面とステータ１１０の内周面との間には、所要のクリアランスを有する。そして、ステータ１１０の外方に、４つの駆動部材１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄが設けてある。
【００２６】
これらの駆動部材１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄは、ステータ１１０の中心軸線をＺとしたとき、他の２軸Ｘ，Ｙのまわりにロータ１２０の揺動モーメントＭｘ（Ｍｘ１，Ｍｘ２），Ｍｙ（Ｍｙ１，Ｍｙ２）をそれぞれ発生（誘起）可能なものである。
【００２７】
すなわち、Ｘ軸のまわりにロータ１２０の揺動モーメントＭｘ（Ｍｘ１，Ｍｘ２）を発生可能な第１，第３の駆動部材１１５ａ，１１５ｃと、Ｙ軸のまわりにロータ１２０の揺動モーメントＭｙ（Ｍｙ１，Ｍｙ２）を発生可能な第２，第４の駆動部材１１５ｂ，１１５ｄとが、互いに９０°の角度で配置されている。
【００２８】
このような駆動部材１１５ａ〜１１５ｄを９０°の位相差で作動させることにより、ロータ１２０にＸ軸まわりの揺動モーメントＭｘ（Ｍｘ１，Ｍｘ２）とＹ軸まわりの揺動モーメントＭｙ（Ｍｙ１，Ｍｙ２）を交互に発生（誘起）させることができる。そして、ロータ１２０にＸ軸まわりの揺動モーメントＭｘ（Ｍｘ１，Ｍｘ２）とＹ軸まわりの揺動モーメントＭｙ（Ｍｙ１，Ｍｙ２）を９０°の位相差で交互に発生させることで、ロータ１２０の回転軸ＺのまわりにモーメントＭｚが生起され、このＺ軸まわりのモーメントＭｚにより、ロータ１２０はＺ軸を回転軸として回転することとなる。
【００２９】
このような駆動部材１１５ａ〜１１５ｄを作動させる入力波形は、図３に示すような矩形波（パルス波形）を用いることができる。ここで、図３も参照してロータ１２０の回転方向について説明する。
【００３０】
まず、図３（ａ）に示すように、第１の駆動部材１１５ａを作動させ、続いてこれと９０°（π／２）の位相差をもって第２の駆動部材１１５ｂを作動させ、続いてこれと９０°（π／２）の位相差をもって第３の駆動部材１１５ｃを作動させ、続いてこれと９０°（π／２）の位相差をもって第４の駆動部材１１５ｄを作動させたときは、ロータ１２０には、Ｘ軸まわりの揺動モーメントＭｘ１に続いてこれと９０°の位相差をもってＹ軸まわりの揺動モーメントＭｙ１が、さらにＸ軸まわりの揺動モーメントＭｘ２に続いてこれと９０°の位相差をもってＹ軸まわりの揺動モーメントＭｙ２が交互に発生（誘起）し、これにより、Ｚ軸まわりには図１に矢印で示すようなモーメントＭｚａが生起される。すなわち、ロータ１２０は、第２の駆動部材１１５ｂに対応する位置（箇所）が第１の駆動部材１１５ａに対応する位置（箇所）へ移動する方向に回転する。
【００３１】
反対に、図３（ｂ）に示すように、第４の駆動部材１１５ｄを作動させ、続いてこれと９０°（π／２）の位相差をもって第３の駆動部材１１５ｃを作動させ、続いてこれと９０°（π／２）の位相差をもって第２の駆動部材１１５ｂを作動させ、続いてこれと９０°（π／２）の位相差をもって第１の駆動部材１１５ａを作動させたときは、ロータ１２０には、Ｙ軸まわりの揺動モーメントＭｙ２に続いてこれと９０°の位相差をもってＸ軸まわりの揺動モーメントＭｘ２が、さらにＹ軸まわりの揺動モーメントＭｙ１に続いてこれと９０°の位相差をもってＸ軸まわりの揺動モーメントＭｘ１が交互に発生（誘起）し、これにより、Ｚ軸まわりには図１に矢印で示すようなモーメントＭｚｂが生起される。すなわち、ロータ１２０は、第１の駆動部材１１５ａに対応する位置（箇所）が第２の駆動部材１１５ｂに対応する位置（箇所）へ移動する方向に回転する。
【００３２】
なお駆動部材１１５ａ〜１１５ｄを作動させる入力波形は、図３に示すような矩形波（パルス波形）に代えて、例えば正弦波を用いることもできる。
【００３３】
このような駆動部材１１５ａ〜１１５ｄは、例えば、電磁力を用いてロータ１２０に駆動力を発生する電磁力駆動部材で構成することができる。この場合、駆動部材１１５ａ〜１１５ｄを電磁石で構成し、ロータ１２０を磁性体で構成することにより、電磁力駆動部材１１５ａ〜１１５ｄに通電した時、ロータ１２０をそれぞれ駆動部材１１５ａ〜１１５ｄの方向に吸引することができる。
【００３４】
また、駆動部材１１５ａ〜１１５ｄは、例えば、静電力を用いてロータ１２０に駆動力を発生する静電力駆動部材で構成することができる。この場合、駆動部材１１５ａ〜１１５ｄは電極で構成し、ロータ１２０を絶縁体または誘電体で構成することにより、静電力駆動部材１１５ａ〜１１５ｄに通電した時、ロータ１２０をそれぞれ駆動部材１１５ａ〜１１５ｄの方向に吸引もしくは逆方向に反発させることができる。
【００３５】
また、駆動部材１１５ａ〜１１５ｄは、例えば、圧電力を用いてロータ１２０に駆動力を発生する圧電力駆動部材で構成することができる。この場合、駆動部材１１５ａ〜１１５ｄは圧電素子で構成し、ステータ１１０を介さずにロータ１２０に直接接触させることで、圧電力駆動部材１１５ａ〜１１５ｄを駆動させた時、ロータ１２０をそれぞれ駆動部材１１５ａ〜１１５ｄの方向の逆方向に反発させることができる。
【００３６】
また、駆動部材１１５ａ〜１１５ｄは、例えば、光圧力を用いてロータ１２０に駆動力を発生する光圧力駆動部材で構成することができる。この場合、駆動部材１１５ａ〜１１５ｄはフォトンプレッシャー排出装置で構成することで、光圧力駆動部材１１５ａ〜１１５ｄを駆動させた時、ロータ１２０をそれぞれ駆動部材１１５ａ〜１１５ｄの方向の逆方向に反発させることができる。
【００３７】
また、駆動部材１１５ａ〜１１５ｄは、例えば、光起電力を用いてロータ１２０に駆動力を発生する光起電力駆動部材で構成することができる。この場合、駆動部材１１５ａ〜１１５ｄはレーザー排出装置で構成し、ロータ１２０にはフォトダイオードにより起電力を発生させる構成にすることで、光起電力駆動部材１１５ａ〜１１５ｄを駆動させた時、ロータ１２０をそれぞれ駆動部材１１５ａ〜１１５ｄの方向に吸引もしくは逆方向に反発させることができる。
【００３８】
また、駆動部材１１５ａ〜１１５ｄは、例えば、熱応力（熱膨張）を用いてロータ１２０に駆動力を発生する熱応力（熱膨張）駆動部材で構成することができる。この場合、駆動部材１１５ａ〜１１５ｄは熱源で構成し、ステータ１１０を介さずにロータ１２０に直接接触させロータ１２０に熱応力（熱膨張）を加えることで、熱応力（熱膨張）駆動部材１１５ａ〜１１５ｄを駆動させた時、ロータ１２０をそれぞれ駆動部材１１５ａ〜１１５ｄの方向の逆方向に反発させることができる。
【００３９】
ここで、上記のような回転駆動装置１０１の動作原理について、図４を参照して説明する。図４は、一般的に地球ゴマ１と呼ばれるものの概略的斜視図であり、これはジャイロモーメントを利用したものである。
【００４０】
ロータ２０の中心は、ジンバル１０に設けたピボット軸受け１１により左右から支持されている。そのためロータ２０はＸ軸を中心に回転可能である。また、ジンバル１０の中心は、ジンバル１２に設けたピボット軸受け１３により左右から支持されている。そのためジンバル１０はＹ軸を中心に回転可能である。また、ジンバル１２はピボット軸受け１４により上部図示しない上下から支持されている。そのためジンバル１２はＺ軸を中心に回転可能である。
【００４１】
このような地球ゴマ１において、Ｘ軸を中心に揺動モーメントＭｘで回転しているロータ２０がある。これにＹ軸を中心にジンバル１０を回転させ、揺動モーメントＭｙを加える。するとＺ軸を中心にＭｚというジャイロモーメントが発生し、ジンバル１２が回転する。
【００４２】
回転駆動装置１０１は、このジャイロモーメントの作用をロータ１２０の動力として実現したものである。
【００４３】
すなわち、図１において、ロータ１２０の一端部（駆動部材１１５ａ〜１１５ｄから遠い方の端部が好ましい。）に、例えば、ストッパ１１１を設けたとする。もちろん、実際には、このようなストッパ１１１は不要である。この場合、ストッパ１１１によってロータ１２０はステータ１１０に対する支点が与えられる。この支点において、直交する３軸Ｘ，Ｙ，Ｚにジャイロモーメントを当てはめると、コリオリの力によりＭｚａ，Ｍｚｂという回転力が発生し、ロータ１２０が自転することが理解される。
【００４４】
また、回転駆動装置１０１の別の動作原理について、図５〜図９を参照して説明する。すなわち、４つの駆動部材１１５ａ〜１１５ｄを順番に作動させることで、回転駆動装置１０１のロータ１２０が回転することについて説明する。ロータ１２０の外径とステータ１１０の内径の摩擦係数が１であると仮定する。
【００４５】
まず、図５に示すように、駆動部材１１５ａを作動させると、ロータ１２０が吸引されて図示の位置に移動する。このとき、ロータ１２０に（１）という点があるとする。
【００４６】
つぎに、図６に示すように、駆動部材１１５ｂを作動させると、ロータ１２０が吸引されて図示の位置に移動する。このとき、ロータ１２０の外径がステータ１１０の内径に沿って公転することで、図５で（１）にあった点は、（２）の位置に移動する。
【００４７】
つぎに、図７に示すように、駆動部材１１５ｃを作動させると、ロータ１２０が吸引されて図示の位置に移動する。このとき、ロータ１２０の外径がステータ１１０の内径に沿って公転することで、図６で（２）にあった点は、（３）の位置に移動する。
【００４８】
つぎに、図８に示すように、駆動部材１１５ｄを作動させると、ロータ１２０が吸引されて図示の位置に移動する。このとき、ロータ１２０の外径がステータ１１０の内径に沿って公転することで、図７で（３）にあった点は、（４）の位置に移動する。
【００４９】
つぎに、図９に示すように、駆動部材１１５ａを再び作動させると、ロータ１２０が吸引されて図示の位置に移動する。このとき、ロータ１２０の外径がステータ１１０の内径に沿って公転することで、図８で（４）にあった点は、（５）の位置に移動する。
【００５０】
つまり、駆動部材１１５ａ〜１１５ｄを順番に作動させてロータ１２０を１回転公転させると、
２π＊（ステータの内径）／（ロータの外径）−２π
の角度を自転することになる［単位はｒａｄ］。
【００５１】
なお、これらの点の位置（１）〜（５）は、便宜的に図示するものであり、駆動部材１１５ａ〜１１５ｄを順番に作動させたときの正確な位置を示すものではない。
【００５２】
すなわち、図１において、ロータ１２０の他端部（駆動部材１１５ａ〜１１５ｄに近接した端部）には、角運動保存の法則および摩擦により、ロータ１２０の自転が発生することが理解される。
【００５３】
この回転駆動装置１０１は、さらに、ステータ１１０に、ロータ１２０が回転している状態で回転速度を加速または減速させる加速／減速部材１１６を設けることが好ましい。
【００５４】
加速／減速部材１１６は、図１０に示すように、ロータ１２０の一部の領域１２６が有する磁荷（磁気）の極性（Ｎ極またはＳ極）と同じ極性の磁場と、逆の極性の磁場とを切り換えて発生可能な磁極（電磁石）１１７を備えて構成される。
【００５５】
すなわち、図１０に示すように、ロータ１２０の一部の領域１２６に磁石プレート１２７を貼り付けておく。例えば、Ｎ極の磁石プレート１２７を貼り付けておく。
【００５６】
ロータ１２０が回転しているとき磁石プレート１２７を貼り付けた領域１２６が通過する位置またはその付近に、加速／減速部材１１６の電磁石（磁極）１１７を配置する。例えば、図１０に示すように、電磁石（磁極）１１７を配置する。
【００５７】
そして、ロータ１２０の前記領域１２６が加速／減速部材１１６を通過する手前で、電磁石１１７に通電してＮ極またはＳ極の磁極を生起させる。また、ロータ１２０の前記領域１２６が加速／減速部材１１６を通過する瞬間に、電磁石１１７の通電を解除して消極させる。このような電磁石１１７のオン／オフのタイミングは、適宜のセンサを用いて的確に行う。
【００５８】
ロータ１２０の回転を加速させるときは、図１０に示すように、電磁石１１７に通電してＳ極の磁極を生起させる。これにより、ロータ１２０の磁石プレート１２７（Ｎ極）には、電磁石１１７の磁極（Ｓ極）から磁気的な吸引力が作用し、その結果、ロータ１２０の回転は加速される。
【００５９】
一方、ロータ１２０の回転を減速させるときは、図１１に示すように、電磁石１１７に通電してＮ極の磁極を生起させる。これにより、ロータ１２０の磁石プレート１２７（Ｎ極）には、電磁石１１７の磁極（Ｎ極）から磁気的な斥力が作用し、その結果、ロータ１２０の回転は減速される。
【００６０】
また、図示してないが、加速／減速部材１１６は、ロータ１２０の一部の領域が有する電荷の極性（＋極または−極）と同じ極性の電場と、逆の極性の電場とを切り換えて発生可能な電極部を備えて構成することも可能である。
【００６１】
図１２は、この発明による回転駆動装置の第２の実施形態を示す概略的正面図、図１３は概略的端面図である。この回転駆動装置２０１は、図１、図２に示す回転駆動装置１０１とほぼ同様のものであるため、同様の部分には図１、図２で用いた符号に１００を加えた符号を付けて示し、重複する説明は省略する。
【００６２】
この回転駆動装置２０１は、ステータ２１０の外方に、駆動部材２１５ａ，２１５ｂを２つだけ設けてある。すなわち、Ｘ軸のまわりにロータ２２０の揺動モーメントＭｘを発生可能な第１の駆動部材２１５ａと、Ｙ軸のまわりにロータ２２０の揺動モーメントＭｙを発生可能な第２の駆動部材２１５ｂとが、９０°の角度で配置されている。
【００６３】
このような駆動部材２１５ａ，２１５ｂを９０°の位相差で作動させることにより、ロータ２２０にＸ軸まわりの揺動モーメントＭｘとＹ軸まわりの揺動モーメントＭｙを交互に発生（誘起）させることができる。そして、ロータ２２０にＸ軸まわりの揺動モーメントＭｘとＹ軸まわりの揺動モーメントＭｙを９０°の位相差で交互に発生させることで、ロータ２２０の回転軸ＺのまわりにモーメントＭｚが生起され、このＺ軸まわりのモーメントＭｚにより、ロータ２２０はＺ軸を回転軸として回転することとなる。
【００６４】
このような駆動部材２１５ａ，２１５ｂを作動させる入力波形は、図３に示すような矩形波（パルス波形）を用いることができる。ここで、図３も参照してロータ２２０の回転方向について説明する。
【００６５】
まず、図３（ａ）に示すように、第１の駆動部材２１５ａを作動させ、続いてこれと９０°（π／２）の位相差をもって第２の駆動部材２１５ｂを作動させたときは、ロータ２２０にはＸ軸まわりの揺動モーメントＭｘに続いてこれと９０°（π／２）の位相差をもってＹ軸まわりの揺動モーメントＭｙが交互に発生（誘起）し、これにより、Ｚ軸まわりには図１２に矢印で示すようなモーメントＭｚａが生起される。すなわち、ロータ２２０は、２軸Ｘ，Ｙのなす平面において、第２の駆動部材２１５ｂに対応する位置（箇所）が第１の駆動部材２１５ａに対応する位置（箇所）へ移動する方向に回転する。
【００６６】
反対に、図２（ｂ）に示すように、第２の駆動部材２１５ｂを作動させ、続いてこれと９０°（π／２）の位相差をもって第１の駆動部材２１５ａを作動させたときは、ロータ２２０にはＹ軸まわりの揺動モーメントＭｙに続いてこれと９０°（π／２）の位相差をもってＸ軸まわりの揺動モーメントＭｘが交互に発生（誘起）し、これにより、Ｚ軸まわりには図１２に矢印で示すようなモーメントＭｚｂが生起される。すなわち、ロータ２２０は、２軸Ｘ，Ｙのなす平面において、第１の駆動部材２１５ａに対応する位置（箇所）が第２の駆動部材２１５ｂに対応する位置（箇所）へ移動する方向に回転する。
【００６７】
この実施形態の場合も、第１の実施形態の加減速部材１１６と同様に、適宜の加減速部材を設けることが好ましい。
【００６８】
以上のようなこの発明によれば、ロータと直交する軸上に駆動力発生部を２点以上有し、それぞれの駆動力を位相をずらして作動させることでロータを回転するという原理を利用することによって、軸芯コアを囲むようにしてマグネットを配置する必要がなくなる。すなわち、小型化が可能となる。そして、例えば、ロータ１２０，２２０の周囲に螺旋状の溝を形成することにより、パイプ状のステータ１１０，２１０内の液体を搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】この発明による回転駆動装置の第１の実施形態を示す概略的正面図である。
【図２】図１の回転駆動装置の概略的端面図である。
【図３】図１の回転駆動装置の駆動部材に入力する入力波形の一例を示す波形図である。
【図４】ジャイロモーメントを説明するための概略的斜視図である。
【図５】図１の回転駆動装置において駆動部材１１５ａを作動させたときの概略的端面図である。
【図６】図１の回転駆動装置において駆動部材１１５ｂを作動させたときの概略的端面図である。
【図７】図１の回転駆動装置において駆動部材１１５ｃを作動させたときの概略的端面図である。
【図８】図１の回転駆動装置において駆動部材１１５ｄを作動させたときの概略的端面図である。
【図９】図１の回転駆動装置において再び駆動部材１１５ａを作動させたときの概略的端面図である。
【図１０】図１の回転駆動装置の加速方法の一例を示す説明図である。
【図１１】図１の回転駆動装置の減速方法の一例を示す説明図である。
【図１２】この発明による回転駆動装置の第２の実施形態を示す概略的正面図である。
【図１３】図１２の回転駆動装置の概略的端面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０１，２０１  回転駆動装置
１１０，２１０  ステータ
１１１，２１１  ストッパ
１１５ａ〜１１５ｄ，２１５ａ〜２１５ｄ  駆動部材
１２０，２２０  ロータ
１１６  加速／減速部材
１１７  電磁石
１２７  磁気プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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